Interface-engineering voor de prestatieverbetering van 2D-veldeffecttransistors

Tweedimensionale (2D) halfgeleiders zoals 2D-overgangsmetaaldichalcogeniden (MX2) hebben recentelijk veel aandacht getrokken op het gebied van nano-elektronica vanwege hun potentieel voor superieure elektrostatische controle en heterogene integratie. Huidige MX2-apparaten hebben echter te kampen met een hoge bron- en afvoercontactweerstand, hoge defectdichtheid en lage capaciteit / ladingopbouw in het kanaal. Om deze uitdagingen te verlichten, zou het goed zijn om de nadruk te leggen op de 2D-vormfactor in het ontwerp van het apparaat, om de structurele voordelen, zoals atomaire laagconstructie, periodiciteit, polariteit en korrelkristalliniteit en korrelgrens ten volle te benutten om contact te verbeteren, transport en poorten terwijl de dimensie van het apparaat wordt verkleind. Het doel van dit Ph D-onderzoek is het demonstreren van apparaten op nanoschaal met behulp van 2D-materialen als kanalen, contacten en diëlektrische omgevingen; experimenteel onderzoek doen naar de prestaties en scaling potentialen van de 2D-materialen metaal-oxide-halfgeleider veldeffecttransistor (MOSFET). Op het 2D-kanaal zullen we de impact van korrelgrenzen en Lg-schaling onderzoeken. Voor onderzoek naar contactweerstand zullen we randcontactschema's implementeren, inclusief metaal-MX2 en grafeen-MX2 randcontacten om de 2D-vormfactor te verkennen en te onderzoeken. Voor gate stack-onderzoek zullen we, naast interface trapdichtheid (Dit) reductie, de rol onderzoeken van de van der Waals-kloof tussen het 2D-kanaal en het gate-diëlektricum en proberen de impact ervan op EOT te beperken met combinaties van MX2 / 2D-diëlektrica ( h-BN, h-AlN, GaN *) en mogelijk MX2 / ferro-elektrische oxiden. *Nature Materials 15, 1166–1171 (2016) “Two-dimensional gallium nitride realized via graphene encapsulation”